Chemosensory response of marine flagellate towards L- and D- dissolved free amino acids generated during heavy grazing on bacteria

This study investigated the generation of dissolved free amino acids (DFAA) by the bacterivorous flagellate Rhynchomonas nasuta when feeding on abundant prey. Specifically, it examined whether this flagellate protist exhibits a chemosensory response towards those amino acids. The concentrations of glycine and the and D-enantiomers of glutamate, serine, threonine, alanine, and leucine were determined in co-cultures of the flagellate and bacteria. Glycine, L- and D-alanine, and L-serine were found to accumulate under these conditions in amounts that correlated positively with flagellate abundance, suggesting that protists are involved in their generation. Investigations of the chemotactic response of young and old foraging protists to the same amino acids, offered in concentrations similar to those previously generated, showed that glycine elicited the strongest attraction in both age groups. Young protists were strongly attracted to all the assayed amino acids, whereas older protists maintained a high level of attraction only for glycine. These results suggest that glycine generated by protists actively grazing in bacterially enriched patches functions as an infochemical, signaling to foraging protists the presence of available prey in the aquatic environment.

Distribution pattern of marine flagellate and its controlling factors in the central and north part of the Huanghai Sea in early summer

A survey was carried out in the central and north part of the Huanghai Sea (34.5degrees similar to 37.0degreesN, 120.5degrees similar to124.0degreesE) during June 12 similar to 27, 2000. It was found that the abundance of marine flagellate ranged from 45 to 1278 cell/ml, 479 cell/ml in average. Flagellate was more abundant in the central part than in the north part of Huanghai Sea, and the abundance decreased with the increasing distance from the coast, showing a similar distribution pattern with isotherm. Vertically, high density of flagellate was always presented in the bottom of thermocline, and formed a dense accumulation in the central area of the Huanghai Sea Cold Water Mass. The effects of physical and biological factors on the distribution of marine flagellate in early summer were discussed. Water temperature (especially the existence of thermocline) rather than salinity showed significant effect on the distribution pattern of marine flagellate in the Huanghai Sea in early summer. When comparing the abundance of marine flagellate with that of other microorganisms, it revealed a comparatively stable relationship among these organhisms, with a ratio of heterotrophic bacteria: cyanobacteria: flagellate: dinoflagellate: ciliate being 10(5) 10(3):10(2):10(1):10(0).

Effetto dell'erbicida Terbutilazina sulla crescita di flagellate marine in coltura

Il fitoplancton è costituito da organismi molto importanti per l'ambiente marino e molto diversificati sia dal punto di vista morfologico che fisiologico.Questi organismi sono normalmente soggetti ai cambiamenti stagionali e alle variazioni dell'ambiente dovute sia a fenomeni naturali che all'impatto antropico, sempre più rilevante. Con questa tesi si è voluto approfondire l'effetto di erbicidi comunemente usati dall'uomo in agricoltura su delle microalghe flagellate rappresentative del Mar Adriatico. L'inquinante scelto è la Terbutilazina, sostanza utilizzata per il diserbo del mais e diffusa in tutta l'area padano-venera, come dimostrano i dati dei campionamenti ARPA, che riportano la presenza di Terbutilazina e del suo prodotto di degradazione Desetil-Terbutilazina a concentrazioni superiori al limite fissato sia nelle acque superficiali che in quelle sotterranee. Anche in mare come riportato in letteratura (Carafa et. al 2009)è stato riscontrato a concentrazioni superiori al limite previsto dalla normativa vigente in Italia. In particolare il meccanismo d'azione di questo erbicida interferisce con la fotosintesi, agendo sulle proteine di membrana dei cloroplasti, rimpiazzando il chinone accettore di elettroni QB della proteina D1 del fotosistema II. Più specie di microalghe fatte crescere in colture 'batch' sono state testate a diverse concentrazioni di erbicida in condizione di luce nutrienti costanti. Questi esperimenti sono stati inoltre condotti a due diverse temperature (20 e 25°C) per studiare l'effetto di questo inquinante in correlazione con l'attuale aumento di temperatura in atto nel pianeta. In una prima fase di screening è stato valutato l'effetto della Terbutilazina su 9 specie di flagellate rappresentative dell'Adriatico, tramite misure dell'efficienza fotosintetica. Grazie a questa prima fase sono state individuate le microalghe e le relative concentrazioni di Terbutilazina da utilizzare negli esperimenti. Per gli esperimenti, sono state scelte le due specie algali Gonyaulax spinifera e Prorocentrum minimum sulle quali si è approfondito lo studio dell'effetto dell'inquinante alle due temperature, attraverso una serie di analisi volte ad individuare le risposte in termini di crescita e di fisiologia delle alghe quali: conteggio delle cellule, torbidità, efficienza fotosintetica, consumo di nutrienti, quantità di clorofilla e di polisaccaridi extracellulari prodotti. La scelta di queste microalghe è stata dettata dal fatto che Gonyaulax spinifera si è rivelata la microalga più sensibile a concentrazioni di erbicida più vicine a quelle ambientali fra tutte le alghe valutate, mentre Prorocentrum minimum è fra le dinoflagellate più frequenti e rappresentative del Mar Adriatico (Aubry et al. 2004), anche se non particolarmente sensibile; infatti P. minimum è stato testato ad una concentrazione di erbicida maggiore rispetto a quelle normalmente ritrovate in ambiente marino. Dai risultati riportati nella tesi si è visto come l'erbicida Terbutilazina sia in grado di influenzare la crescita e la fotosintesi di microalghe flagellate dell'Adriatico anche a concentrazioni pari a quelle rilevate in ambiente, e si è evidenziato che gli effetti sono maggiori alle temperature in cui le microalghe hanno una crescita meno efficiente. Questi studi hanno messo in evidenza anche l'utilità delle misure di fotosintesi tramite fluorimetro PAM nel valutare le risposte delle microalghe agli erbicidi triazinici. Inoltre la diversa risposta delle microalghe osservata, potrebbe avere conseguenze rilevanti sulle fioriture estive di fitoplancton in caso di presenza in mare di Terbutilazina, anche a concentrazioni non particolarmente elevate. Questo lavoro si inserisce in un contesto più ampio di ricerca volto alla modellizzazione della crescita algale in presenza di inquinanti ed in concomitanza con le variazioni di temperatura. Infatti i dati ottenuti insieme a misure di carbonio cellulare, non ancora effettuate, saranno utili per la messa a punto di nuove parametrizzazioni che si avvicinino maggiormente ai dati reali, per poi simulare i possibili scenari futuri variando le condizioni ambientali e le concentrazioni dell'inquinante studiato.

Ecology of an uncultured heterotrophic flagellate lineage: MAST-4

Programa de oceanografía

Brucite Microbialites in Living Coral Skeletons: Indicators of Extreme Microenvironments in Shallow-Marine Settings

Brucite [Mg(OH)2] microbialites occur in vacated interseptal spaces of living scleractinian coral colonies (Acropora, Pocillopora, Porites) from subtidal and intertidal settings in the Great Barrier Reef, Australia, and subtidal Montastraea from the Florida Keys, United States. Brucite encrusts microbial filaments of endobionts (i.e., fungi, green algae, cyanobacteria) growing under organic biofilms; the brucite distribution is patchy both within interseptal spaces and within coralla. Although brucite is undersaturated in seawater, its precipitation was apparently induced in the corals by lowered pCO2 and increased pH within microenvironments protected by microbial biofilms. The occurrence of brucite in shallow-marine settings highlights the importance of microenvironments in the formation and early diagenesis of marine carbonates. Significantly, the brucite precipitates discovered in microenvironments in these corals show that early diagenetic products do not necessarily reflect ambient seawater chemistry. Errors in environmental interpretation may arise where unidentified precipitates occur in microenvironments in skeletal carbonates that are subsequently utilized as geochemical seawater proxies.

A broadcast authentication and integrity augmentation for trusted differential GPS in marine navigation

In this paper we propose an efficient authentication and integrity scheme to support DGPS corrections using the RTCM protocol, such that the identified vulnerabilities in DGPS are mitigated. The proposed scheme is based on the TESLA broadcast protocol with modifications that make it suitable for the bandwidth and processor constrained environment of marine DGPS.

Automatic Detection of Marine Mammal from Aerial Imagery

The following technical report describes the approach and algorithm used to detect marine mammals from aerial imagery taken from manned/unmanned platform. The aim is to automate the process of counting the population of dugongs and other mammals. We have developed and algorithm that automatically presents to a user a number of possible candidates of these mammals. We tested the algorithm in two distinct datasets taken from different altitudes. Analysis and discussion is presented in regards with the complexity of the input datasets, the detection performance.